JP2014186385A - Icカード、及びicカードの制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】セキュリティ性が高くより利便性の高いICカード、及びICカードの制御方法を提供する。
【解決手段】一実施形態に係るICカードは、外部機器からのコマンドに応じて処理を実行するICカードであって、コマンドを受信する受信部と、コマンドを処理するコマンド処理部と、外乱を検知する外乱検知部と、前記外乱検知部により外乱が検知された場合、予め設定されたコマンドを受信した場合にコマンド処理を実行し、他のコマンドを受信した場合にコマンド処理を停止するように前記コマンド処理部を制御する制御部と、を具備する。
【選択図】 図1
【解決手段】一実施形態に係るICカードは、外部機器からのコマンドに応じて処理を実行するICカードであって、コマンドを受信する受信部と、コマンドを処理するコマンド処理部と、外乱を検知する外乱検知部と、前記外乱検知部により外乱が検知された場合、予め設定されたコマンドを受信した場合にコマンド処理を実行し、他のコマンドを受信した場合にコマンド処理を停止するように前記コマンド処理部を制御する制御部と、を具備する。
【選択図】 図1
Description
本発明の実施形態は、ICカード、及びICカードの制御方法に関する。
一般的に、携帯可能電子装置として用いられるICカードは、プラスチックなどで形成されたカード状の本体と本体に埋め込まれたICモジュールとを備えている。ICモジュールは、ICチップ(LSI)を有している。ICチップは、CPU、RAM、ROM、及び不揮発性メモリなどを有する。
ICカードは、例えば、国際標準規格ISO/IEC7816に準拠したICカードである。ICカードは、ROMまたは不揮発性メモリにプログラムを格納することができる。ICカードは、ICカードを処理する端末(リーダライタ)から送信されたコマンドに応じてアプリケーションを実行することにより、種々の処理を実行することができる。
ICカードは、外乱により不正にデータが読み出されることを防ぐために、外乱を検知する機能を備える。ICカードのLSIは、外乱を検知した場合に、動作を停止する。これにより、ICカードは、データが出力されることを防ぐことができる。
上記のようなICカードは、外乱を検知した場合にLSIの動作を停止する。この場合、ICカードは、無応答状態になる。この為、LSIが動作を停止した原因を特定することが難しいという課題がある。
そこで本発明は、セキュリティ性が高くより利便性の高いICカード、及びICカードの制御方法を提供することを目的とする。
一実施形態に係るICカードは、外部機器からのコマンドに応じて処理を実行するICカードであって、コマンドを受信する受信部と、コマンドを処理するコマンド処理部と、外乱を検知する外乱検知部と、前記外乱検知部により外乱が検知された場合、予め設定されたコマンドを受信した場合にコマンド処理を実行し、他のコマンドを受信した場合にコマンド処理を停止するように前記コマンド処理部を制御する制御部と、を具備する。
以下、図面を参照しながら、一実施形態に係るICカード、及びICカードの制御方法について詳細に説明する。
本実施形態に係る端末装置とICカードは、例えば、接触通信または非接触通信により互いにデータを送受信することができる。
図1は、一実施形態に係るICカード処理システム1の例を示す。
ICカード処理システム1は、携帯可能電子装置(ICカード)20を処理する端末装置10と、ICカード20とを備える。
ICカード処理システム1は、携帯可能電子装置(ICカード)20を処理する端末装置10と、ICカード20とを備える。
端末装置10は、それぞれCPU、RAM、ROM、不揮発性メモリ、操作部、表示部、及びカードリーダライタなどを備える。
CPUは、端末装置10全体の制御を司る制御部として機能する。CPUは、ROMに記憶されている制御プログラム及び制御データに基づいて種々の処理を行う。例えば、CPUは、カードリーダライタを介してICカードとコマンド及びレスポンスの送受信を行う。
RAMは、ワーキングメモリとして機能する揮発性のメモリである。RAMは、CPUの処理中のデータなどを一時的に格納する。例えば、RAMは、カードリーダライタを介して外部の機器と送受信するデータを一時的に格納する。また、RAMは、CPUが実行するプログラムを一時的に格納する。ROMは、予め制御用のプログラム及び制御データなどを記憶する不揮発性のメモリである。
不揮発性メモリは、例えばEEPROMなどのメモリを備える。不揮発性メモリは、例えば、制御用のプログラム、制御データ、アプリケーション、個人情報、暗号鍵などのセキュリティ情報、及びアプリケーションに用いられるデータなどを記憶する。
操作部は、例えば操作キーなどを備える。操作部は、端末装置の操作者により入力される操作に基づいて、操作信号を生成する。操作部は、生成した操作信号をCPUに入力する。
表示部は、CPU、またはCPUにより制御されるグラフィック処理部から入力される表示信号に基づいて、種々の情報を表示する。なお、端末装置10は、操作部と表示部とが一体に形成されるタッチパネルを備える構成であってもよい。
カードリーダライタは、ICカードと通信を行うためのインターフェース装置である。例えば、非接触通信を行う端末装置10のカードリーダライタは、送受信するデータに対して信号処理を施す信号処理部と、所定の共振周波数を有するアンテナとを備える。
端末装置10のカードリーダライタは、例えば、信号処理部により、送受信するデータに対して符号化、復号、変調、及び復調などの信号処理を行なう。また、カードリーダライタは、符号化及び変調を施したデータをアンテナに供給する。アンテナは、供給されたデータに応じて磁界を発生させる。これにより、端末装置10は、ICカード20に対してデータを非接触で送信することができる。
さらに、端末装置10のカードリーダライタのアンテナは、磁界を検知し、検知した磁界に応じて信号を生成する。これにより、カードリーダライタは、信号を非接触で受信することができる。信号処理部は、アンテナにより受信された信号に対して復調及び復号を行う。これにより、端末装置10は、ICカード20から送信された元のデータを取得することができる。
また、接触通信を行う端末装置10のカードリーダライタは、ICカード20が装着されるスロットと、ICカード20が備えるコンタクトパターンと接続される複数の接触端子とを備える。スロットにICカード20が装着される場合、カードリーダライタの複数の接触端子は、ICカード20のコンタクトパターンに接続される。これにより、端末装置10とICカード20とは電気的に接続される。カードリーダライタは、スロットに装着されたICカード20に対して、電力の供給、クロックの供給、リセット信号の入力、及びデータの送受信などを行う。
端末装置10のCPUは、カードリーダライタによりICカード20に対して種々のコマンドを入力する。ICカード20は、例えば、カードリーダライタからデータの書き込みコマンドを受信した場合、受信したデータをICカード20内の不揮発性メモリに書き込む処理を行う。
また、CPUは、ICカード20に読み取りコマンドを送信することにより、ICカード20からデータを読み出す。
ICカード20は、非接触通信及び接触通信に対応したICカードである。ICカード20は、形状の本体と、本体に埋設されたアンテナと、ICモジュール21とを有する。ICモジュール21は、ICチップ22を備える。
ICチップ22は、通信インターフェース23、CPU24、ROM25、RAM26、不揮発性メモリ27、電源部28、コプロセッサ29、外乱検知部30を備える。
通信インターフェース23は、ICカード20に接続される外部機器(例えば端末装置10)との間で送受信するデータに対して符号化、復号、変調、及び復調などを行う。
ICカード20が端末装置10との間で接触通信によりデータの送受信を行う構成である場合、通信インターフェース23は、コンタクトパターンを備える。コンタクトパターンは、導電性を有する金属などによりICモジュール21の表面に形成される接触端子である。即ち、コンタクトパターンは、端末装置10と接触可能な状態で形成されている。コンタクトパターンは、金属により形成される面が複数のエリアに区切られて形成される。区切られた各エリアは、それぞれコンタクトパターンの端子として機能する。通信インターフェース23は、コンタクトパターンを介して端末装置10とデータの送受信を行うことができる。
また、非接触通信のインターフェースとして用いられる場合、通信インターフェース23は、信号処理部とアンテナとを備える。
信号処理部は、端末装置10に送信するデータに対して符号化、負荷変調などの信号処理を行う。例えば、信号処理部は、端末装置10に送信するデータの変調(増幅)を行う。信号処理部は、信号処理を施したデータをアンテナに供給する。
アンテナは、例えば、ICモジュール21が内蔵される本体に所定の形状で配設される金属線により構成される。ICカード20は、端末装置10に送信するデータに応じてアンテナにより磁界を発生させる。これにより、ICカード20は、端末装置10に対してデータを送信することができる。また、ICカード20は、電磁誘導によりアンテナに発生する誘導電流に基づいて端末装置10から送信されるデータを認識する。
例えば、信号処理部は、アンテナに発生する誘導電流に対して復調、及び復号を行う。例えば、信号処理部は、アンテナにより受信する信号の解析を行う。これにより、通信インターフェース23は、2値の論理データを取得する。通信インターフェース23は、解析したデータをバスを介してCPU24に送信する。
また、通信インターフェース23は、受信レジスタ及び送信レジスタを備える。受信レジスタ及び送信レジスタは、一般的なレジスタであり、ICカード20が送受信するデータを一時的に格納する。即ち、受信レジスタは、通信インターフェース23を介して端末装置10から受信するデータを一時的に格納する。また、送信レジスタは、通信インターフェース23を介して端末装置10に送信するデータを一時的に格納する。
CPU24は、種々の演算を行う演算素子である。CPU24は、ROM25あるいは不揮発性メモリ27に記憶されている制御プログラム及び制御データに基づいて種々の処理を行う。これにより、CPU24は、ICカード20の全体の制御を司ることができる。例えば、CPU24は、端末装置10から受信したコマンドに応じて種々の処理を行い、処理結果に基づいて、レスポンスの生成を行なう。
ROM25は、予め制御用のプログラム及び制御データなどを記憶する不揮発性のメモリである。ROM25は、製造段階で制御プログラム及び制御データなどを記憶した状態でICカード20内に組み込まれる。即ち、ROM25に記憶される制御プログラム及び制御データは、予めICカード20の仕様に応じて組み込まれる。
RAM26は、ワーキングメモリとして機能する揮発性のメモリである。RAM26は、CPU24の処理中のデータなどを一時的に格納する。例えば、RAM26は、CPU24が実行するプログラムを一時的に格納する。
不揮発性メモリ27は、例えば、EEPROMなどのデータの書き込み及び書き換えが可能なフラッシュメモリを備える。不揮発性メモリ27は、例えば、制御用のプログラム、制御データ、アプリケーション、個人情報、暗号鍵などのセキュリティ情報、及びアプリケーションに用いられるデータなどを記憶する。
たとえば、不揮発性メモリ27では、プログラムファイル及びデータファイルなどが創成される。創成された各ファイルには、制御プログラム及び種々のデータなどが書き込まれる。CPU24は、不揮発性メモリ27、または、ROM25に記憶されているプログラムを実行することにより、種々の処理を実現することができる。
電源部28は、通信インターフェース23を介して端末装置10から電力を受給し、受給した電力をICカード20の各部に供給する。ICカード20が接触通信を行う構成を備える場合、電源部28は、通信インターフェース23のコンタクトパターンを介して端末装置10から供給される電力をICカード20の各部に供給する。
また、ICカード20が非接触通信を行う構成を備える場合、端末装置10のアンテナから送信される電波、特にキャリア波に基づいて電力を生成する。さらに、電源部28は、動作クロックを生成する。電源部28は、発生させた電力及び動作クロックをICカード20の各部に電力を供給する。ICカード20の各部は、電力の供給を受けた場合、動作可能な状態になる。
コプロセッサ29は、演算素子及びレジスタなどを有する演算処理部である。コプロセッサ29は、演算処理をハードウエアにより行う。例えば、コプロセッサ29は、端末装置10からのコマンドに基づいて、暗号化、復号、ハッシュ計算、及び乱数の生成などの処理を行う。例えば、端末装置10から相互認証コマンドを受信する場合、コプロセッサ29は、相互認証処理に係る演算処理を実行する。CPU24は、コプロセッサ29にデータを入力し、コプロセッサ29に演算処理を実行させ、処理結果をコプロセッサ29から受け取る。
コプロセッサ29は、例えば、DES(Data Encryption Standard)、またはAES(Advanced Encryption Standard)等の規格に基づいて暗号処理を行う。コプロセッサ29は、例えば不揮発性メモリ27、またはROM25に格納された暗号鍵を用いて暗号化、及び復号などの暗号処理を行う。
外乱検知部30は、ICチップ22に外乱が加えられたことを検知する。外乱検知部30は、外乱を検知した場合、外乱を検知したことを示す信号をCPU24に入力する。これにより、CPU24は、ICカード20に外乱が加えられたことを認識することができる。外乱検知部30は、例えば、ICカード20の電源ラインに印加サレタグリッチグリッチが印加され、LSIの電源グリッチ検知機能が働いたものとする。
ICカード20は、一次発行と二次発行とにより発行される。ICカード20を発行する発行装置は、一次発行において、ICカード20にコマンド(初期化コマンド)を送信することにより、ICカード20の不揮発性メモリ27の初期化を行う。これにより、端末装置10は、ICカード20の不揮発性メモリ27内にICカード20の使用目的、及び使用用途などに応じた鍵ファイルやデータファイル等を定義する。
発行装置は、例えば、ISO/IEC7816により規定されているファイル構造を不揮発性メモリ27内に創成する。上記の初期化が行われた不揮発性メモリ27は、Master File(MF)、Dedicated File(DF)、及びElementary File(EF)などを有する。
MFは、ファイル構造の根幹となるファイルである。DFは、MFの下位に創成される。DFは、アプリケーション及びアプリケーションに用いられるデータなどをグループ化して格納するファイルである。EFは、DFの下位に創成される。EFは、様々なデータを格納するためのファイルである。また、MFの直下にEFが置かれる場合もある。
EFには、Working Elementary File(WEF)とInternal Elementary File(IEF)などの種類がある。WEFは、作業用EFであり、個人情報などを格納する。IEFは、内部EFであり、例えば、セキュリティのための暗号鍵などのデータを記憶する。
二次発行では、EFに例えば顧客データなどの個別データが格納される。これにより、ICカード20が運用可能な状態になる。即ち、CPU24は、不揮発性メモリ27、または、ROM25に記憶されているプログラムを実行することにより、種々の処理を実現することができる。
図2は、ICカード20の処理の例を示す。
ICカード20は、起動すると、コマンドの受信を待つ待機状態(第1の待機状態)に移行する。ここでコマンドを受信した場合、ICカード20は、端末装置10から送信されたコマンドに応じた処理(コマンド処理)を実行する。ICカード20は、コマンド処理の結果に応じて、レスポンスを生成し、端末装置10に返送する。なお、ICカード20と端末装置10とは、所定のフォーマットのデータフレームによりコマンド及びレスポンスを送受信する。
ICカード20は、起動すると、コマンドの受信を待つ待機状態(第1の待機状態)に移行する。ここでコマンドを受信した場合、ICカード20は、端末装置10から送信されたコマンドに応じた処理(コマンド処理)を実行する。ICカード20は、コマンド処理の結果に応じて、レスポンスを生成し、端末装置10に返送する。なお、ICカード20と端末装置10とは、所定のフォーマットのデータフレームによりコマンド及びレスポンスを送受信する。
ICカード20は、端末装置10からコマンドを受信する(ステップS11)。ICカード20は、受信したコマンドを解析し、コマンドに応じた処理を実行する。
また、ICカード20は、異常の有無を常に監視する(ステップS12)。例えば、ICカード20は、外乱検知部30から外乱が検知されたことを示す信号を受け取った場合、異常が発生したと判断する。
異常が発生した場合、ICカード20は、コマンドに応じた処理を中断し、割り込み処理を実行する。ICカード20は、異常発生の要因を示す要因情報をRAM26、または不揮発性メモリ27などに保存する(ステップS13)。例えば、ICカード20は、外乱検知部30からの信号に応じて異常が発生したと判断した場合、外乱検知部30から供給された信号を保存する。
ICカード20は、要因情報の保存が終わった後、コマンドの受信を待つ状態(第2の待機状態)に移行する(ステップS14)。第2の待機状態は、特定のコマンドを受信した場合に動作し、他のコマンドを受信した場合に動作しない状態である。また、ICカード20は、第2の待機状態に移行した場合、エラーが発生したことを示すレスポンスを端末装置10に返信する構成であってもよい。例えば、ICカード20は、第2の待機状態に移行した場合、エラーを示す情報と、出力が可能な要因情報のデータサイズとを示す情報とを端末装置10に返信する構成であってもよい。
例えば、ICカード20は、第2の待機状態に移行した場合、認証コマンドを受信した場合に動作し(ステップS15)、他のコマンドを受信した場合に動作しない。この認証は、例えば秘密鍵を用いた認証処理である。ICカード20は、認証が成功した場合、通常の待機状態、即ち第1の待機状態に移行する(ステップS16)。
ICカード20は、ここで要因情報が記憶されている記憶領域が指定された読み出しコマンドを受信した場合(ステップS17)、要因情報を読み出し、レスポンスに要因情報を付加し、レスポンスを端末装置10に出力する。(ステップS18)。
上記したように、ICカード20は、外乱検知部30により外乱が検知された場合、予め設定されたコマンドを受信した場合にコマンド処理を実行し、他のコマンドを受信した場合にコマンド処理を停止する。さらに、ICカード20は、認証コマンドを受信した場合認証処理を行い、認証処理の結果が正常である場合、コマンド処理の停止を解除する。またさらに、ICカード20は、外乱検知部30により外乱が検知された場合、外乱検知部30による検知結果としての信号をRAM26または不揮発性メモリ27に記憶する。ICカード20は、認証処理が正常であり、且つ外乱検知部30による検知結果を読み出す読み出しコマンドを受信した場合、RAM26または不揮発性メモリ27に記憶した検知結果を読み出し、端末装置10に送信する。
これにより、ICカード20は、外乱の検知の根拠として用いた要因情報を認証処理を行った上で端末装置10に出力することができる。これにより、ICカード20は、不具合が潜在している場合の真因の解析に必要な情報を出力することができる。この結果、セキュリティ性が高くより利便性の高いICカード、及びICカードの制御方法を提供することができる。
なお、上記した実施形態で、ステップS13で要因情報がRAM26に保存された場合、ICカード20の再活性下によりRAM26に保存されたデータが消失する為、要因情報が消失する。そこで、ICカード20は、ステップS13で不揮発性メモリ27に要因情報を書き込む、または書き込みコマンドに応じてRAM26に保存されている要因情報を不揮発性メモリ27の例えばMF配下EFなどに書き込む構成であってもよい。
図3は、ICカード20の処理の他の例を示す。
ICカード20は、起動すると、コマンドの受信を待つ待機状態(第1の待機状態)に移行する。ここでコマンドを受信した場合、ICカード20は、端末装置10から送信されたコマンドに応じた処理(コマンド処理)を実行する。ICカード20は、コマンド処理の結果に応じて、レスポンスを生成し、端末装置10に返送する。なお、ICカード20と端末装置10とは、所定のフォーマットのデータフレームによりコマンド及びレスポンスを送受信する。
ICカード20は、起動すると、コマンドの受信を待つ待機状態(第1の待機状態)に移行する。ここでコマンドを受信した場合、ICカード20は、端末装置10から送信されたコマンドに応じた処理(コマンド処理)を実行する。ICカード20は、コマンド処理の結果に応じて、レスポンスを生成し、端末装置10に返送する。なお、ICカード20と端末装置10とは、所定のフォーマットのデータフレームによりコマンド及びレスポンスを送受信する。
ICカード20は、端末装置10からコマンドを受信する(ステップS21)。ICカード20は、受信したコマンドを解析し、コマンドに応じた処理を実行する。
また、ICカード20は、異常の有無を常に監視する(ステップS22)。例えば、ICカード20は、外乱検知部30から外乱が検知されたことを示す信号を受け取った場合、異常が発生したと判断する。
異常が発生した場合、ICカード20は、コマンドに応じた処理を中断し、割り込み処理を実行する。ICカード20は、異常発生の要因を示す要因情報をRAM26に保存する(ステップS23)。例えば、ICカード20は、外乱検知部30からの信号に応じて異常が発生したと判断した場合、外乱検知部30から供給された信号を保存する。
ICカード20は、要因情報の保存が終わった後、コマンドの受信を待つ状態(第2の待機状態)に移行する(ステップS24)。第2の待機状態は、特定のコマンドを受信した場合に動作し、他のコマンドを受信した場合に動作しない状態である。また、ICカード20は、第2の待機状態に移行した場合、エラーが発生したことを示すレスポンスを端末装置10に返信する構成であってもよい。例えば、ICカード20は、第2の待機状態に移行した場合、エラーを示す情報と、出力が可能な要因情報のデータサイズとを示す情報とを端末装置10に返信する構成であってもよい。
例えば、ICカード20は、第2の待機状態に移行した場合、認証コマンドを受信した場合に動作し(ステップS25)、他のコマンドを受信した場合に動作しない。この認証は、例えば秘密鍵を用いた認証処理である。ICカード20は、認証が成功した場合、通常の待機状態、即ち第1の待機状態に移行する(ステップS26)。
ICカード20は、ここで要因情報をRAM26から不揮発性メモリ27に対比させるコマンド、即ち書き込みコマンドを受信した場合(ステップS27)、要因情報をRAM26から読み出し、不揮発性メモリ27に書き込む(ステップS28)。
ICカード20は、ここで要因情報が記憶されている記憶領域が指定された読み出しコマンドを受信した場合(ステップS29)、要因情報を読み出し、レスポンスに要因情報を付加し、レスポンスを端末装置10に出力する。(ステップS30)。
これにより、ICカード20は、外乱の検知の根拠として用いた要因情報を認証を経た上で端末装置10に出力することができる。またICカード20は、直前に起きたセキュリティ検知要因情報だけでなく、カウンタ情報などを付与することで、統計的な情報を記録する構成であってもよい。これにより、ICカード20は、不具合が潜在している場合の真因の解析に必要な情報を出力することができる。この結果、セキュリティ性が高くより利便性の高いICカード、及びICカードの制御方法を提供することができる。
なお、上述の各実施の形態で説明した機能は、ハードウエアを用いて構成するに留まらず、ソフトウエアを用いて各機能を記載したプログラムをコンピュータに読み込ませて実現することもできる。また、各機能は、適宜ソフトウエア、ハードウエアのいずれかを選択して構成するものであっても良い。
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
1…ICカード処理システム、10…端末装置、20…ICカード、21…ICモジュール、22…ICチップ、23…通信インターフェース、24…CPU、25…ROM、26…RAM、27…不揮発性メモリ、28…電源部、29…コプロセッサ、30…外乱検知部。
Claims (5)
- 外部機器からのコマンドに応じて処理を実行するICカードであって、
コマンドを受信する受信部と、
コマンドを処理するコマンド処理部と、
外乱を検知する外乱検知部と、
前記外乱検知部により外乱が検知された場合、予め設定されたコマンドを受信した場合にコマンド処理を実行し、他のコマンドを受信した場合にコマンド処理を停止するように前記コマンド処理部を制御する制御部と、
を具備するICカード。 - 前記制御部は、認証コマンドを受信した場合認証処理を前記コマンド処理部により行い、前記認証処理の結果が正常である場合、前記コマンド処理部によるコマンド処理の停止を解除する、
請求項1に記載のICカード。 - 前記外乱検知部により外乱が検知された場合、前記外乱検知部による検知結果を記憶する記憶部をさらに具備し、
前記制御部は、前記認証処理が正常であり、且つ前記外乱検知部による検知結果を読み出す読み出しコマンドを受信した場合、前記外乱検知部による検知結果を前記外部機器に送信するように前記コマンド処理部を制御する、
請求項2に記載のICカード。 - 前記各部を備えるICモジュールと、
前記ICモジュールが配設される本体と、
を具備する請求項1に記載のICカード。 - 外部機器からのコマンドを受信する受信部と、コマンドを処理するコマンド処理部と、を具備するICカードの制御方法であって、
外乱を検知し、
前記外乱が検知された場合、予め設定されたコマンドを受信した場合にコマンド処理を実行し、他のコマンドを受信した場合にコマンド処理を停止するように前記コマンド処理部を制御する、
ICカードの制御方法。
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Cited By (2)
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